DCP廢水污泥膨脹的原因及其控制方法

苗曉亮

（上海藍科石化環保科技股份有限公司 上海 201204）

引言

啟東某化學有限公司年產過氧化二異丙苯（DCP）23000噸，該產品主要經過氧化還原等反應，以異丙苯為原料生成DCP。DCP是橡膠和塑料加工的交聯劑。主要用于電線電纜、制鞋等橡膠制品中。DCP廢水特點：一、污染物廢水水質較為復雜，多數是生物抑制顯著的物質，如：酮類、異丙苯、醇類、苯酚等；二、DCP廢水具有高鹽，鹽含量高達5000mg/L，電導率為7500 μs/cm以上；三、不同的生產DCP工藝方法產生的廢水水量和水質會有很大的區別。

該污水處理廠運行半年后，突然出現出水活性污泥上浮。出現以下情況：終沉池固體、液體分離困難，回流污泥濃度低，出水帶污泥；污泥沉降性能很差，污泥沉降比（SV30）值達到80%以上，污泥體積指數（SVI）達到280以上；曝氣池有時出現較多泡沫。經過顯微鏡下觀察生化污泥，看到有大量絲狀菌，分析主要原因是絲狀菌膨脹導致的終沉池活性污泥上浮。由絲狀菌引起的污泥膨脹是生化處理系統運行普遍出現的問題，會造成出水水質超標，并影響整個生化系統的運行。

1 原因分析

造成絲狀菌膨脹的主要原因有：

a．進水水質成分影響

工業廢水成分單一的情況下，尤其當成分為高碳氫化合物的情況下，發生絲狀菌膨脹比較常見。無一例外的此種工業廢水缺少營養劑及其他微量元素的供給。通常是某種水質成分占主導地位，而幾乎不含其他元素，這種工業廢水發生的概率更大，而以居民生活污水為主的污水處理廠，絲狀菌膨脹情況很少。

b．低負荷運行

污水處理系統如果長時間處于低負荷運行，對活性污泥中的菌膠團是不利的。但是活性污泥中的絲狀菌卻能適應這種低負荷環境。主要原因是絲狀菌能直接從機體表面獲取得有機質作為能量，絲狀菌比表面積大，從污水中獲得有機物的能力高于菌膠團。[1]

c．低溶解氧

溶解氧是活性污泥法的一個重要的指標，特別是曝氣池中溶解氧指標直接影響廢水污染物的降低效果和廢水中活性污泥的生長狀況。絲狀菌能在低溶解氧環境下可以生長良好，其原因是絲狀菌在低溶解氧濃度下的增殖速度快于絮狀物，絲狀菌具有比表面積大、氧飽和度較低的特點。低氧環境下大多數細菌菌落生長受到抑制。曝氣池的首端和兼氧池的溶解氧一般較低，為絲狀菌提供了有利的環境。

d．營養投加失衡

活性污泥正常繁殖所需的元素成分常見的是氧、氫、碳、氮、磷以及一些微量元素等，如鐵、錳等。一般高含氮的污水處理廠，較少出現絲狀菌膨脹。說明高氮污水對絲狀菌有抑制作用，并且說明營養劑是否充足對微生物影響。

e．酸性廢水環境

過低的pH值不利于廢水中活性污泥菌膠團的生長，但是絲狀菌卻對能較好的適應這樣環境。一般在pH值低于6的環境中容易發生絲狀菌膨脹，同時也有其他條件的共同作用。DCP廢水pH在9-10，可排除這個原因。

2 控制方法

（1）應急對策

主要方法是投加硫酸亞鐵（FeSO4）和高分子絮凝劑聚丙烯酰胺(PAM)在終沉池的進水口和好氧池的出水口。使用FeSO4濃度可調為15%，藥劑投加量按照進水量25mg/L。PAM濃度1‰，藥劑投加量按照2 mg/L。把終沉池的污泥回流到兼氧池前段，可臨時減少出水帶泥，并且防止污泥流失。同時也投加次氯酸鈉（NaClO），可減少絲狀菌的數量。在終沉池進水口投加30%次氯酸鈉溶液1升/天。殺菌劑投加量在一定要控制在合理范圍內。

一般來說，這些方法可以迅速降低污泥沉降比，但這些方法不能從根本上解決絲狀菌膨脹的問題，一旦不添加藥劑，污泥膨脹也會再次發生。而且殺菌劑會影響生化系統的微生物生長，可能導致整個生化系崩潰，出現微生物大量死亡等現象[2]。因此，這些措施只能作為臨時應急措施。

(2）解決對策

a.日常管理

這期間，要加強運行管理，每天定期檢測污水的各項水質。包括以下指標：進水量、溫度、混凝沉淀加藥量、兼氧池和好氧池溶解氧、污泥沉降比、污泥指數、各水池的COD和氨氮指標等指標。

b.工藝參數的控制

首先是溶解氧的控制。主要有三點：曝氣池的進口處溶解氧不小于1毫克/升，曝氣池出口處不小于3毫克/升，終沉池各斷面的溶解氧不小于0.5毫克/升。

由于在曝氣池的進水處廢水高速流入，曝氣設備不能將足夠的溶解氧瞬間打入水體，可以通過減少進水量和減少污泥回流量的方法改進。

要保證在最終沉淀池的活性污泥可以快速回流到曝氣池或兼性池，以免形成缺氧或厭氧狀態，或局部厭氧狀態，這有利于絲狀菌的增殖。其次食微比值（F/M）的控制，我們認為最佳的食微比值在0.15左右，低于0.05的情況要盡量避免。我們通常把F比做食物，M比做微生物。也可以理解對營養物質和活性污泥。通過調整活性污泥的濃度，達到與進水有機物濃度保持一個恰當的比例。該污水處理場食微比值過高，減少進水量，并每天通過終沉池排泥1個小時。

最后，營養劑控制，生化池出水氮、磷的控制指標為磷0.4毫克/升，氨氮4毫克/升，能保證活性污泥所需的營養生長。通過檢測污水處理場出水氨氮和磷濃度過低，每日投加5kg氮肥和10kg磷肥分散投加在好氧池的前端。

c.污泥的控制

經過檢測曝氣池末端MLSS只有1000左右，污泥濃度偏低。需要加大回流，減少排泥。終沉池出水位置投加硫酸亞鐵，加大污泥回流。每天減少進水量，4個小時為一個間隔進水。同時調整活性污泥的回流量，從50%調整到100%，在終沉池進水段投加少量硫酸亞鐵。采取以上措施后，曝氣池中的污泥濃度可逐漸增加，在曝氣池的污泥濃度應在2000-3000毫克/升左右。

采取以上措施一個月以后，出水懸浮物明顯減少，沉淀壓縮性能提高。

3 沉降性能實驗

為了更好的了解污泥的沉降性能，21日至37日進行活性污泥沉降性能實驗。取1L量筒，取好氧池出水。分別沉降30分鐘、60分鐘、90分鐘、120分鐘和150分鐘。

從左到右依次是：好氧池出水，SV30=80%，SV60=50%，SV90=44%，SV120=40%，SV150=37%。從圖片中可以看出半小時沉降后，能看到明顯的分層，但是上清液也有細小污泥不能沉降，SV30為80%。2個小時后，分層明顯，上清液也清澈一些SV120為40%，但是上清液比較渾濁。

21日到27日試驗數據如下：

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通過污泥沉降性試驗，可以看出污泥沉降性能有較好的改善。上清液也逐漸清澈，出水懸浮物降低。出水水質有了明顯的改善。

結語

引起DCP廢水污泥膨脹的原因有許多方面，本文結合實際工程通過日常管理、工藝參數控制、污泥的控制以及應急措施等幾個方面，解決由絲狀菌造成的DCP廢水污泥膨脹。同時造成DCP廢水絲狀菌膨脹的原因，往往不是一個因素。要正確診斷原因，不僅要全面分析污水水質，還要根據污水處理廠的實際運行情況，采取相應的控制措施。

針對DCP這類有害污染物較多，含鹽高的廢水，溶解氧和營養物質室造成污泥膨脹的主要原因，在運行中要特別關注。同時污水處理廠在運行中注意保持流量和水質的穩定，在發生污泥膨脹時，根據現場實際情況做大量的實驗和分析，找出發生問題的原因，才能及時合理的解決問題。

參考文獻：

[1]李濤，王敏.活性污泥法污泥膨脹現象分析[J].廣州化工,2013.（2）:106-109.

[2]陳安穩,時翔云,于魯冀,王翔,章顯.污泥膨脹的原因及其控制方法[J].農業資源與環境科學,2006.22(12):296-298.

[3]張建豐．活性污泥法工藝控制 [M]．北京：中國電力出版社，2011.